受潮汐影响的深基坑放坡开挖与回筑施工技术

姜利清 赵新宇 陈 安

1. 中建港航局集团有限公司 上海 200433；

2. 台州市港航事业发展中心 浙江 台州 318001

随着国家经济的发展，对沿海地区的开发力度不断加大，尤其是临海区域的基础设施建设，更是发展的重中之重。沿海地区多为海积淤泥地区，地下水位变化受潮汐影响较大，在此类临海建（构）筑物的深基坑施工过程中，会面临地下水位难以降低，而施工完成后，沿海地下水位的变化可能会受到潮汐的影响，引起海水倒灌，使得地下水位系统改变。因此，如果有足够的施工面，采用放坡开挖深基坑，并利用赶潮施工的方法进行开挖与回筑，将是最为经济的一种方案[1-4]。本文依托台州港头门港区某项目的煤污水池深基坑，在不具备基坑降水的条件下，采用赶潮施工的方式，完成基坑开挖与结构回筑。

1 项目概况

背景工程位于浙江省台州港头门港区，当地潮位特征值为：最高高潮位6.44 m、最低低潮位－0.06 m，年平均高潮位5.19 m、年平均低潮位－1.51 m，年平均潮位3.24 m。设计水位：设计高水位5.97 m、设计低水位0.71 m，极端高水位7.27 m、极端低水位－0.09 m。设计采用的高程系统为理论最低潮面，与85高程0点相差－3.04 m。本文中标高采用理论最低潮面为高程的起算面。

本工程有1#、2#煤炭污水池共2座，为紧邻结构，单座煤炭污水池长42.0 m、宽20.0 m，结构总高度为6.55 m，底板采用筏式壁板，厚度1 000 mm，池壁为剪力墙结构，厚度500 mm。煤污水池结构边线距离南侧海堤的堤顶约32 m。拟建的2座煤污水池作为一个整体单位工程进行基坑开挖，单座煤污水池开挖量12 500 m3，回填量6 000 m3。

本工程煤污水池的基坑位于在建港区靠近南侧大堤的开阔区域，如图1所示。场地内土层以回填开山石及素填土为主，具有较好的黏聚力及较大内摩擦角，使本工程基坑具备明挖施工的地质条件。因此，本工程最有效的开挖方式为放坡开挖。基坑设计开挖深度为6.55 m（局部落低深度为7.05 m），坑底平面尺度为48.5 m×50.5 m，采用1∶1.5放坡。

图1 工程基坑与南侧海堤的位置关系示意

2 施工技术措施

2.1 施工难点

本工程基坑开挖深度为6.55 m，属于深基坑，位于回填开山石及回填素填土（宕渣碎石为主）中，渗透系数较大，且基坑邻近大堤，坑内地下水受潮汐影响显著。根据本工程地质特点，按勘探点显示及陆域形成标段项目部的表述，该位置至少有3.82 m厚回填开山层及11.7 m厚素填土（宕渣碎石）。

根据以往经验，越接近海边（即往南），原土层顶标高越低，回填开山石层越厚，无法有效打入止水钢板形成帷幕，只能采用放坡开挖乘潮施工。

2.2 应对措施

根据当地潮汐表，基坑开挖采取大开挖赶潮施工，基坑四周布设集水坑，集水坑的水汇入集水井，集水井内布设的水泵在退潮时进行抽水赶潮施工，低潮位坑内水位低于1.5 m时采用抽水泵组进行降水，形成干地施工条件，可实现每日3～4 h的施工作业时段。

针对上述难点，提出以下应对措施。

1）基坑采用1∶1.5坡度进行二级放坡，开挖后边坡表面加盖土工织物防护，并在土工织物上加设砂袋以保证土工织物完整性，以防止坑内水位受到潮汐作用而引起边坡扰动。

2）根据潮汐表对施工人员进行合理化配置，趁（低）潮施工时配置较多人数，涨潮后调到其他施工区域。

3）布置若干台水泵在落潮至涨潮期间进行抽水，延长可作业时间。

4）底板混凝土浇筑量大，因潮汐问题导致可作业时间短。在落潮前安排混凝土就位，待满足浇筑条件后进行浇筑，确保混凝土的供应量，增加泵送设备，加速进行混凝土浇筑。

2.3 工艺流程

为确保基坑开挖施工安全，基坑采取分段分层台阶式放坡开挖。因基坑受潮汐影响严重，故采取赶潮施工措施，基坑边设置集水沟，并于基坑南侧设置集水井，待退潮开始时采用抽水泵进行抽水，雨季期间基坑排水连续进行。工艺流程如下。

1）煤污水池基坑开挖工艺流程：场地整平→测量放线→机械分层开挖→随挖随修坡→集水沟、集水井施工→预留土层、人工铲挖→机械随挖随退。

2）煤污水池工艺流程：测量放线→第1层土石方开挖→第2层土石方开挖→第3层土石方开挖→第4层土石方开挖→宕渣换填→混凝土垫层→基础底板施工→墙板施工→回填土。

2.4 施工方法

2.4.1 测量放线

利用在施工现场设置的测量控制网，采用全站仪进行测量施工控制，精确放样出开挖轮廓，画出轮廓线。边坡控制放样偏差不大于±10 cm，经确认后进行下一步工作。

2.4.2 开挖施工

1#、2#煤污水池土方采用2台PC360型挖掘机进行开挖，2台挖掘机分南北2个工作区分开开挖，开挖顺序为自北往南、由西向东进行（图2）。

图2 基坑开挖顺序示意

本工程基坑深度较深，开挖共分为4步：第1步开挖至自然地面下1.5 m；第2步开挖至自然地面下1.5～3.0 m（二级平台位置）；第3步开挖至自然地面下3.0～4.5 m；第4步开挖至基底。

根据施工场地情况，采用顺次挖土，挖掘机后退施工，12 t自卸汽车位于挖掘机两侧顺序装土，自卸车运至指定的弃渣场地堆放。在开挖过程中，应随时检查边坡的状态，以防坍塌。开挖相邻土层高差不大于2 m，坡度不大于1∶1.5。

当机械开挖至设计坑底标高上30 cm时，采用人工修底挖土的方法平整基坑，不得超挖与扰动基底土，利用挖掘机随挖随退，清理多余土石方。

根据当地潮汐表，明确施工当日高潮位与低潮位的时间。设置施工潮位观测站，当观测到潮位由高潮位向低潮位落潮至低于开挖面时，打开水泵开始抽水，并安排施工机械及人员由马道下坑出土；待观测到低潮位回涨到开挖面以下0.5 m时，施工机械及人员由马道撤离回地面。由此往复开挖至见底。

2.4.3 混凝土底板浇筑

本工程基坑大底板采用赶潮浇筑，确保浇筑时位于地下水位以上，并且底板初凝时不能被水淹。根据潮汐表，从落潮水位低于坑底标高开始到涨潮水位高于坑底标高，每天有3～4 h可浇筑时间，配合抽水泵工作，可将施工时间延长至5 h。

底板混凝土强度等级C40，抗渗等级P6，底板厚度1 m，浇筑底板时采用分层浇筑到顶后斜坡推进的方式，分层厚度30～40 cm。大底板分层布置如图3所示，浇筑顺序为1—9。

图3 大底板分层浇筑示意

混凝土采用泵送混凝土的方式浇筑。根据潮汐表选择混凝土的浇筑时间。混凝土浇筑选择在退潮的时候，要确保混凝土初凝前不受潮水淹没或者涨潮的高潮位不高于底板上口。

3 结语

台州港头门港区某项目的煤污水池深基坑受到潮汐影响显著，无法进行有效排水而形成长时间的干地施工条件，因此需合理利用潮汐表，精细化安排开挖时间，在落潮至低潮位及涨潮淹没坑底标高前，使用抽水泵不间断地从集水坑抽水到场外，尽可能延长干地施工的时段。从潮汐作用的研究开始，在考虑潮汐作用时间性与空间性的同时，利用赶潮施工的技术组织措施，实现对基坑的分层开挖与结构回筑。

本文经工程实践，形成了一套适用于受潮汐影响显著的临海地区深基坑施工技术，为同类项目的施工提供了一定的经验。